محرك V12

يعمل كل صف من أسطوانات محرك V12 بشكل أساسي كمحرك بست أسطوانات متتالية ، مما يوفر توازنًا مثاليًا بين الأسطوانات الرئيسية والثانوية . يتميز محرك V12 رباعي الأشواط بترتيب إشعال منتظم عند زوايا V تبلغ 60 أو 120 أو 180 درجة [ ^{1 ] .} تستخدم العديد من محركات V12 زاوية V تبلغ 60 درجة بين صفّي الأسطوانات ^{[ 2 ]} . تم إنتاج محركات V12 بزوايا V أخرى، باستخدام دبابيس مرفقية منفصلة أحيانًا لتقليل الاهتزازات غير المتوازنة . تشمل عيوب محركات V12 التكلفة الإضافية، والتعقيد، وفقدان الاحتكاك ، والحجم الخارجي والوزن، مقارنةً بالمحركات التي تحتوي على عدد أقل من الأسطوانات.

في أي وقت معين، تكون ثلاثة من أسطوانات محرك V12 في شوط الطاقة، مما يزيد من سلاسة توصيل الطاقة عن طريق إزالة الفجوات بين نبضات الطاقة.

يُطلق على محرك V12 بزاوية 180 درجة اسم محرك ذي 12 أسطوانة مسطحة . ويُطلق عليه أحيانًا اسم محركات " بوكسر 12"، إلا أن هذا المصطلح غير دقيق بالنسبة لمعظم محركات V12 بزاوية 180 درجة، لأنها تستخدم دبابيس مرفق مشتركة، وبالتالي فهي ليست مصممة كمحركات بوكسر حقيقية. ^{[ 3 ]}

نظرياً، يمكن أن تكون الأجزاء الدوارة لمحرك سباق V12 أخف وزناً من محرك V8 ذي السعة المماثلة ، وذلك لأن محرك V12 لا يحتاج إلى أثقال موازنة على عمود المرفق أو كتلة قصور ذاتي كبيرة لعجلة الموازنة . إضافةً إلى ذلك، فإن نظام العادم في محرك V12 أبسط بكثير من النظام المطلوب في محرك V8 لتحقيق ضبط غازات العادم النبضية . مع ذلك، فإن استخدام محركات V12 في سباقات السيارات نادر في القرن الحادي والعشرين.

عادةً ما يكون محرك V12 بزاوية 60 درجة أضيق من محرك V6 أو V8 بزاوية 90 درجة ذي سعة مماثلة . مع ذلك، يكون محرك V12 أطول عادةً من محركي V6 وV8. غالبًا ما يُصعّب الطول الإضافي تركيب محرك V12 في سيارة ركاب ، لكنه لا يُمثّل عادةً مشكلةً للشاحنات والتطبيقات الثابتة . نظرًا لعرضه الأضيق، يُستخدم محرك V12 بكثرة في القاطرات والدبابات المدرعة والمحركات البحرية . في هذه التطبيقات، يكون عرض المحرك مُقيّدًا بضيق مساحات السكك الحديدية أو عرض الشوارع ، بينما يكون طول المركبة أكثر مرونة.

في القوارب ذات المراوح المزدوجة ، يمكن أن يكون محركا V12 ضيقين بما يكفي لوضعهما جنبًا إلى جنب، بينما تُستخدم أحيانًا ثلاثة محركات V12 في تكوينات عالية السرعة بثلاث مراوح. أما سفن الرحلات البحرية الكبيرة والسريعة، فيمكن أن تحتوي على ستة محركات V12 أو أكثر. في الطائرات المقاتلة والقاذفة التاريخية ذات المحركات المكبسية ، جعل تصميم محرك V12 الطويل والضيق المستخدم في الطائرات عالية الأداء هذه المحركات أكثر انسيابية من المحركات الأخرى، وخاصة المحرك الشعاعي القصير والعريض .

محرك طائرة رينو 12Dc، 1914

محرك طائرة ليبرتي إل-12 موديل 1917

قدمت رينو أول محرك V12 للطائرات في طرازها ذي الـ 90 حصانًا عام 1912. تميز هذا المحرك بزاوية V تبلغ 60 درجة، ونظام تبريد هوائي ، وصمامات سحب فوق صمامات العادم (رأس F). كانت المروحة تُدار من الطرف الأمامي لعمود الكامات ، مما أدى إلى دورانها بسرعة نصف سرعة المروحة التقليدية التي تُدار بواسطة عمود المرفق ، وذلك لتحسين كفاءتها. ^{[ 5 ]}

في مارس 1914، كُشف النقاب عن نموذج أولي لمحرك صن بيم موهوك V12 في المملكة المتحدة، وهو مُستوحى من محرك سباقات السيارات " تودلز V ". بلغت قدرة النسخة الإنتاجية 168 كيلوواط (225 حصانًا ) عند 2000 دورة في الدقيقة ، مما جعله أقوى محرك طائرات في بريطانيا العظمى عند اندلاع الحرب العالمية الأولى . ^{[ 5 ]} خلال الحرب العالمية الأولى وبعدها، أنتجت شركات مختلفة في الولايات المتحدة محرك ليبرتي L-12 . وفي النمسا، استُخدمت محركات أوسترو-دايملر V12 في الطائرات المائية الكبيرة التابعة لسلاح الجو البحري ، حيث بلغت قدرتها 257 كيلوواط (345 حصانًا) . وبحلول نهاية الحرب العالمية الأولى، كانت محركات V12 قد رسخت مكانتها في عالم الطيران، حيث شغّلت بعضًا من أحدث وأكبر الطائرات المقاتلة والقاذفة .    

بعد الحرب العالمية الأولى، استخدمت العديد من المناطيد محركات V12 التي صنعتها مايباخ ودايملر . وقد قامت محركات V12 بتشغيل أولى الرحلات عبر المحيط الأطلسي بواسطة الطائرات المائية كورتيس NC (باستخدام أربعة محركات ليبرتي L-12)، وأول رحلة عبر المحيط الأطلسي بدون توقف في طائرة فيكرز فيمي (باستخدام محركين من طراز رولز رويس إيجل )، وأول رحلة عبر المحيط الأطلسي بواسطة منطاد من فئة R-34 (باستخدام خمسة محركات صن بيم ماوري ).

بلغت محركات V12 ذروتها خلال الحرب العالمية الثانية ، مع محركات مثل رولز رويس ميرلين ورولز رويس غريفون البريطانيتين، وكليموف VK-107 وميكولين AM-38 السوفيتيتين ، وأليسون V-1710 الأمريكية ، ودايملر بنز DB 601 و DB 605 الألمانيتين ، ويونكرز Jumo 211 و Jumo 213. ولّدت هذه المحركات حوالي 750 كيلوواط (1000 حصان) في بداية الحرب، وأكثر من 1100 كيلوواط (1500 حصان) في مرحلة تطويرها النهائية. ويُعزى هذا الارتفاع السريع في القدرة إلى تقنيات مثل الشواحن التوربينية متعددة السرعات والوقود عالي الأوكتان ، كما شاع استخدام تصميم V12 لانخفاض اهتزازاته ، مما ساهم في حماية هياكل الطائرات المقاتلة الخفيفة من التلف .    

استخدمت قوات الحلفاء محركات V12 بتصميم رأسي، بينما اعتمدت معظم المحركات الألمانية على تصميم مقلوب ، يتميز بمركز ثقل منخفض ورؤية محسّنة للطيار في الطائرات أحادية المحرك. المحركان الأمريكيان الوحيدان من طراز V12 المقلوب، من أي نوع، اللذان شهدا استخدامًا محدودًا في الحرب العالمية الثانية، هما محرك Ranger V-770 المبرد بالهواء ، والذي استُخدم في طائرات مخصصة للتدريب داخل الولايات المتحدة فقط، مثل طائرة Fairchild AT-21 Gunner ، ومحرك Continental I-1430 فائق الأداء المبرد بالسوائل ، والذي استُخدم في طائرات تجريبية مثل XP-67 و XP-49 وغيرها.

استُخدم محرك رولز رويس ميرلين V12 في العديد من الطائرات البريطانية، بما في ذلك مقاتلات هوكر هوريكان وسوبرمارين سبيتفاير ، وقاذفات أفرو لانكستر ودي هافيلاند موسكيتو . ولعبت الهوريكان والسبيتفاير أدوارًا حيوية في معركة بريطانيا . ساهم التصميم الطويل والضيق لمحرك V12 في تحسين الديناميكية الهوائية ، بينما سمحت سلاسته باستخدامه مع هياكل طائرات خفيفة الوزن وهشة نسبيًا.

في الولايات المتحدة، أنتجت شركة باكارد موتور كار محرك رولز رويس ميرلين بموجب ترخيص، والذي استُخدم في المقاتلة P-51 موستانج . كما دُمج هذا المحرك في بعض طرازات كورتيس P-40 ، وتحديدًا P-40F و P-40L . زوّدت طائرات هوريكان ولانكستر وموسكيتو الكندية الصنع، بالإضافة إلى طائرة سبيتفاير مارك XVI البريطانية الصنع ، بمحركات باكارد ميرلين، والتي كانت مطابقةً لطراز مارك IX المزود بمحرك ميرلين بريطاني الصنع. كان محرك أليسون V-1710 المحرك الوحيد ذو الاثني عشر أسطوانة المبرد بالسوائل المصمم في الولايات المتحدة والذي استُخدم في الخدمة الفعلية خلال الحرب العالمية الثانية. استُخدم في البداية في طائرتي P-39 إيراكوبرا و P-40 وارهوك ، ولكن بسبب قيود الشاحن التوربيني، كان أداؤهما ضعيفًا على الارتفاعات العالية . زُوّدت طائرة P-38 لايتنينج بهذا المحرك مع نظام شاحن توربيني يتطلب قنوات ضخمة ، ولكنه وفّر أداءً ممتازًا على الارتفاعات العالية.

بعد الحرب العالمية الثانية، أصبحت محركات V12 قديمة بشكل عام في الطائرات بسبب إدخال محركات التوربينات النفاثة والمحركات التوربينية المروحية التي تتمتع بقوة أكبر بالنسبة لوزنها، وتعقيدات أقل.

كان أحد أقدم الاستخدامات المسجلة لمحركات V12 في السيارات في أكتوبر 1913، عندما شاركت سيارة سباق مصممة خصيصًا في حلبة بروكلاندز بالمملكة المتحدة. وقد شارك بها لويس كوتالين ، كبير مهندسي شركة صن بيم للسيارات . أُطلق عليها اسم " تودلز V " (نسبةً إلى اسم التدليل الذي كان كوتالين يُطلقه على زوجته)، وحققت عدة أرقام قياسية في السرعة عامي 1913 و1914. ^{[ 5 ]} كان محرك V12 بسعة 9.0 لتر (549 بوصة مكعبة) ، وعلبة مرافق مصنوعة من الألومنيوم ، وأسطوانات حديدية ذات غرف احتراق على شكل حرف L ، ونظام صمامات كامة داخل كتلة المحرك ، وزاوية V تبلغ 60 درجة. يتكون كل صف من المحرك من كتلتين أسطوانيتين ، كل منهما بثلاث أسطوانات. تم ضبط خلوص الصمامات عن طريق طحن الأجزاء ذات الصلة، حيث كان المحرك يفتقر إلى أي وسيلة سهلة للتعديل. يعكس هذا التصميم النية لاستخدام المحرك لاحقًا في الطائرات، حيث كان من الضروري تجنب أي طريقة تعديل قد تتعطل أثناء الطيران. كما تم بناؤها في البداية، تم تصنيف محرك V12 بقدرة 150 كيلوواط (200 حصان ) عند 2400 دورة في الدقيقة وكان وزنه حوالي 340 كجم (750 رطل) .       

من بين أولى سيارات الإنتاج التي استخدمت محرك V12 كانت سيارة باكارد توين سيكس لعام 1915 ، ^{[ 10 ] [ 11 ]} ومحرك ناشيونال V12 لعام 1915 ^{[ 12 ]} وسيارة وايدلي باثفايندر لعام 1917؛ ^{[ 13 ]} وكلها تم بناؤها في الولايات المتحدة.

خلال أواخر عشرينيات القرن العشرين، ازداد عدد العلامات التجارية التي تُقدم محركات V12 لسيارات الركاب، وبلغ ذروته في ثلاثينيات القرن العشرين. وقد ذُكر انعدام الاهتزاز والضوضاء ، والسلاسة المتأصلة، وزيادة القوة كمزايا رئيسية لمحركات V12. ^{[ 14 ]} كان بنزين السيارات المُنتج في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين يتميز بانخفاض رقم الأوكتان ، مما أدى إلى انخفاض أداء المحرك ، ونادرًا ما كانت تُزود سيارات الركاب في عشرينيات وأوائل ثلاثينيات القرن العشرين بقواعد عازلة للاهتزاز . وكانت إضافة المزيد من الأسطوانات إلى المحرك إحدى التقنيات العديدة لزيادة الأداء.

كانت سيارات الركاب الأوروبية المزودة بمحركات V12 كالتالي:

• فيات 520 سوبرفيات (1921-1922)
• دايملر دبل سيكس (تم بناء عدة طرازات في أوقات مختلفة من عام 1926 إلى عام 1938)
• هورش 12 (1931–1934)
• هيسبانو سويزا J12 (1931–1938)
• مايباخ زبلين DS 7 (1928-1930) و DS 8 (1930-1938)
• رولز رويس فانتوم III (1936–1939)
• تاترا 80 (1931–1935)
• والتر رويال (1931-1932)

كانت سيارات الركاب الأمريكية المزودة بمحركات V12 كالتالي:

• أوبورن 12 (1932-1934) ^{[ 15 ]}
  • أوبورن 12 سبيدستر
• كاديلاك V-12 (1931–1937)
• Cord E-1 (تم بناء نموذج واحد فقط في عام 1932) ^{[ 16 ]}
• فرانكلين الثاني عشر (1932-1934) ^{[ 17 ]}
• لينكولن سلسلة K / موديل K (1931–1940)
  • العرف (1941-1942)
  • كونتيننتال (1940-1948)
• لينكولن-زفير V-12 (1936–1942)
  • سلسلة H (1946-1948)
• باكارد توين سيكس (1916-1923 و1932)
  • باكارد 905 (1916–1923)
  • باكارد تويلف (1933-1939)
• بيرس-أرو اثنا عشر (1932-1938) ^{[ 18 ]}
  • بيرس سيلفر آرو (1933)

أدت الصعوبات الاقتصادية الناجمة عن الكساد الكبير إلى توقف جميع شركات صناعة السيارات الأمريكية، باستثناء لينكولن، عن إنتاج محركات V12 بحلول نهاية ثلاثينيات القرن العشرين. وتوقفت لينكولن نفسها عن إنتاج محركات V12 عام 1948، ولم تقم أي شركة أمريكية بتصنيعها منذ ذلك الحين. وقد مكّنت التحسينات في تصميم المحركات، وتحديدًا غرفة الاحتراق وشكل المكابس ونظام توصيل الوقود ، محركات V8 الأخف وزنًا والأقل تكلفة من التفوق على محركات V12 في الأداء.

بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية ، أدت الظروف الاقتصادية الصعبة وتغير الأذواق في العديد من الدول الأوروبية إلى تراجع إنتاج السيارات الفاخرة ذات محركات V12 في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين. واستمرت شركة لينكولن في إنتاج محدود للسيارات الفاخرة المزودة بمحركات V12 من عام 1946 إلى عام 1948. وركز المصنعون الأمريكيون على التطوير المستمر لمحركات V8 وأدائها طوال خمسينيات القرن العشرين، مما أدى إلى أول " حرب قوة حصانية " في ستينيات القرن العشرين.

في إيطاليا، قدّم إنزو فيراري ، الذي كان معجبًا بمحركات V12 من باكارد وأوتو يونيون وشركته السابقة ألفا روميو ، ^{[ 19 ]} سيارته الأولى للركاب، فيراري 166 إنتر ، عام 1948، وزوّدها بمحرك كولومبو V12 سعة 2.0 لتر (122 بوصة مكعبة ) . وبسبب عدم رضاه عن موثوقية سيارته فيراري 250 جي تي وبساطتها ، أراد فيروتشيو لامبورغيني تطوير سيارات ركاب خاصة به أكثر رقيًا وموثوقية من سيارات فيراري. وكانت سيارته الأولى للركاب، وهي سيارة سياحية فاخرة ، 350 جي تي بمحرك DOHC سعة 3.5 لتر (214 بوصة مكعبة ) . ولدى كلا الشركتين تاريخ طويل في إنتاج سيارات بمحركات V12، وهو تاريخ مستمر حتى يومنا هذا.      

أجرت كاديلاك تجارب على محركات V12 في عامي 1963 و1964 كخيار محتمل لمحرك سيارتها الأولى ذات الدفع الأمامي ، كاديلاك إلدورادو . ومع ذلك، لم تكن كاديلاك راضية عن أداء محرك V12، إذ لم يكن له ميزة تُذكر على محرك V8 ذي السعة الكبيرة الذي كان من الأرخص تكبيره للحصول على قوة أكبر . ^{[ 20 ]}

في أوروبا، أضاف العديد من المصنّعين محركات V12 إلى تشكيلتهم، كما هو موضح أدناه:

• جاكوار: كان محرك جاكوار V12 محركًا أحادي الكامة مصنوعًا بالكامل من الألومنيوم، بسعة تتراوح بين 5.3 و6.0 لتر (323-366 بوصة مكعبة) ، وقد تم إنتاجه من عام 1971 إلى عام 1997 في سيارات E-Type و XJS و XJ. وكان أول استخدام لهذا المحرك في سيارة جاكوار E-Type Series 3 الرياضية، بنسخة سعة 5.3 لتر. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}    
• بي إم دبليو: بدأ إنتاج محركات V12 مع محرك BMW M70 SOHC الذي طُرح في سيارة السيدان الفاخرة من الفئة السابعة E32 عام 1987. كما استُخدم هذا المحرك في الفئة الثامنة E31. وتم تطويره إلى محرك V12 ذي عمود كامة علوي مزدوج (DOHC) عام 2003، ثم إلى محرك V12 ذي عمود كامة علوي مزدوج مزود بشاحن توربيني ، والذي لا يزال يُنتج منذ عام 2008 وحتى الآن في الفئة السابعة. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} كما استُخدمت محركات BMW V12 في العديد من طرازات رولز رويس، بدءًا من عام 1998 مع سيارة رولز رويس سيلفر سيراف .
• مرسيدس-بنز: كان أول محرك V12 للشركة هو M120 ، وهو محرك DOHC سعة 6.0 لتر (366 بوصة مكعبة) تم تقديمه في سيارة مرسيدس-بنز 600 SE الفاخرة عام 1991. تم استبدال هذا المحرك بمحرك SOHC V12 عام 1998، ثم بمحرك SOHC V12 مزود بشاحن توربيني والذي لا يزال قيد الإنتاج منذ عام 2003 وحتى الآن. ^{[ 27 ]} كما تم استخدام محركات مرسيدس-بنز V12 في العديد من طرازات مايباخ، بدءًا من مايباخ 57 و62 عام 2002.   
• أستون مارتن: استخدمت سيارة أستون مارتن DB7 V12 Vantage موديل 1999 أول محرك V12 من الشركة، بسعة 5.9 لتر (362 بوصة مكعبة ) بتصميم DOHC. استُخدمت نسخ مختلفة من هذا المحرك في سيارات فانكويش ، وDB9 ، و DBS V12 ، ورابيد ، وفيراج ، و V12 Vantage . استُبدل هذا المحرك بمحرك V12 مزود بشاحن توربيني وDOHC، والذي طُرح في سيارة أستون مارتن DB11، ويستمر إنتاجه منذ عام 2016 وحتى الآن.   
• أودي: تم تشغيل سيارة الدفع الرباعي Q7 موديل 2008-2012 بواسطة محرك أودي 6.0 V12 48v TDI ، والذي كان أول محرك ديزل V12 يستخدم في سيارة إنتاج.

في الولايات المتحدة، لم يتم إنتاج محركات V12 بكميات كبيرة منذ أربعينيات القرن العشرين، حيث يفضل المصنعون الأمريكيون استخدام محركات V8 ذات الإزاحة الكبيرة بدلاً من ذلك.

نادراً ما تُنتج الشركات اليابانية محركات ذات سعات كبيرة، ولذلك فإن محركات V12 نادرة للغاية. المحرك الياباني الوحيد من نوع V12 هو محرك تويوتا GZ الذي طُوّر بين عامي 1997 و2016 ، وهو محرك DOHC بسعة 5.0 لتر (305 بوصة مكعبة) استُخدم في سيارة تويوتا سينشري ليموزين من الجيل الثاني . ^{[ 28 ] [ 29 ]}   

في الصين ، تعد سيارة هونغتشي HQE ليموزين موديل 2009 ، المزودة بمحرك DOHC V12 سعة 6.0 لتر (366 بوصة مكعبة ) ، السيارة الصينية الوحيدة التي تم إنتاجها بمحرك V12. ^{[ 30 ]}   

لطالما استُخدمت محركات V12 في سباقات الفورمولا 1 ، وخاصةً من موسم 1966 إلى موسم 1969. كان أول محرك V12 يُستخدم في الفورمولا 1 في سيارة هوندا RA271 عام 1964 ، واستمر استخدامه حتى سيارة هوندا RA301 عام 1968. شهد موسم 1966 رواجًا لمحركات V12، مع ظهور محركات V12 جديدة من فيراري ومازيراتي وويستليك . ظهر محرك فيراري لأول مرة في سيارة فيراري 312، واستُخدم حتى سيارة فيراري 312B عام 1975 ، وبعدها تحولت فيراري إلى محرك ذي 12 أسطوانة مسطحة . طُرح محرك مازيراتي في سيارة كوبر T81، واستُخدم حتى سيارة كوبر T86 عام 1969. أما محرك ويستليك V12، فاستُخدم من عام 1966 إلى عام 1968، وطُرح في سيارة إيجل Mk1 . أنتجت شركة BRM محركات V12 بدءًا من سيارة السباق BRM P133 عام 1968 وحتى سيارة BRM P207 عام 1977. أما محرك Matra Sports V12 فقد طُرح في سيارة السباق Matra MS11 عام 1968 واستُخدم حتى سيارة Ligier JS9 عام 1978. وشهد العقد التالي استخدامًا محدودًا لمحركات V12، باستثناء محرك Alfa Romeo V12 الذي استُخدم لأول مرة في سيارة Brabham BT48 عام 1979 ، ثم في سيارة Alfa Romeo حتى سيارة Alfa Romeo 182 عام 1982 .

بدأ إحياء محركات V12 في سباقات الفورمولا 1 عام 1989، مع طرح سيارة فيراري 640. واستمرت فيراري في استخدام محركات V12 حتى عام 1995، حين أصبحت فيراري 412 T2 آخر سيارة فورمولا 1 تستخدم محرك V12. واستخدمت فرق مختلفة محرك لامبورغيني LE3512 بين عامي 1989 و1993. أما محرك هوندا RA122-E، فقد استُخدم لأول مرة في سيارة ماكلارين MP4/6 عام 1991 ، واستمر استخدامه حتى عام 1992 مع سيارة ماكلارين MP4/7A . في حين استُخدم محرك ياماها OX99 في سيارات برابهام BT59 من عام 1990 وحتى عام 1992 مع سيارة برابهام BT60 . كان محرك V12 ذو السحب الطبيعي الأقوى المستخدم في سباقات الفورمولا 1 هو محرك Tipo 043 ، الذي استخدمته فيراري في عام 1994 ، والذي أنتج 850 حصانًا (630 كيلوواط ) عند 15800 دورة في الدقيقة . ^{[ 31 ]}  

في سباقات السيارات الرياضية النموذجية ، استخدمت سيارة أودي R10 TDI الناجحة للغاية (2006-2008 ) محرك ديزل ثنائي التوربو V12. كما استخدمت سيارة بيجو 908 HDi FAP ، التي طُرحت عام 2007، محرك ديزل ثنائي التوربو V12 أيضاً.

• محركات الفورمولا واحد
• 
  لامبورغيني LE3512 (1989-1993)
• 
  هوندا RA121E موديل 1991
• 
  ماترا إم إس 11 موديل 1968